iOS黑魔法-method_swizzling

前言:

今天我们再来了解另外一个体现OC动态特性的技术,向来有IOS黑魔法之称的Method Swizzling,中文叫做方法调配,也叫做方法交换技术

这项技术为什么能够有如此的盛名呢?我们来看看它到底能做什么吧,Method Swizzling技术能够在运行期间动态的交换两个方法的实现,神不知鬼不觉的把一个方法实现代码交换掉,而可以方法交换的类不仅仅限制于我们自己编写的类,还可以把系统的类中的方法实现交换掉,这就为我们带来了无限的发挥空间.我们可以在没有系统类源代码的情况下,修改系统方法的实现,想想是不是非常酷.

注意:虽然这项技术非常强大,但是我们并不建议滥用这项技术,和其它运行时技术一样,如果出现问题以后,编译器并不能帮我们发现,这将会使得排查错误是一件非常困难的事情

原理:

这么强大的技术,到底是基于什么实现的呢?

实际上这项技术是基于OC的动态绑定技术实现的,动态绑定简单的说就是我们OC对象直到运行时才把这个对象所具有的方法和属性绑定到对象上.这些方法和属性有我们类中原先实现的,也有动态生成的,还有替换掉原来实现的.

有了这项强大的技术,我们就可以在运行时动态的修改方法实现了.

大家应该知道我们对象的方法都在对象的isa指针所指的class的方法列表中,这个列表维护的一张selector名称和imp的映射表,那我们的Method Swizzling实际上就是篡改这个表的映射关系,从而达到方法交换的目的.

应用:

Method Swizzling 有着相当广泛的应用场景,因为这项技术不仅能交换我们自己编写的方法,还能交换系统方法,从而可以在系统方法中添加一些功能,或者直接全部修改实现.

我们现在就举一个经典的例子:

在OC中,我们知道,如果向数组和字典里面添加nil,那么将会导致程序崩溃,但是我们时常会遗漏掉判空操作,就向数组或字典里添加数据了.

那么这里我们可以采用Method Swizzle来对修改数组添加对象的方法,让系统在添加前先对数据进行判空操作

首先,我们看一下正常的向数组中添加对象的操作:

      NSMutableArray *array=[@[] mutableCopy];
    id obj =@"1";
    [array addObject:obj];

一切正常

如果我们把上面的代码增加一句变为这样:

NSMutableArray *array=[@[] mutableCopy];
    id obj =@"1";
    obj=nil;
    [array addObject:obj];

obj在赋值前被置为nil,当这段代码运行时,不出所料的崩溃了,以下是崩溃堆栈:

0   CoreFoundation                      0x0000000107bffd4b __exceptionPreprocess + 171
    1   libobjc.A.dylib                     0x000000010766121e objc_exception_throw + 48
    2   CoreFoundation                      0x0000000107b3075f -[__NSArrayM insertObject:atIndex:] + 1375
    3   MethodSwizzling                     0x000000010708c6dc -[ViewController touchesBegan:withEvent:] + 156
    

可以看到,我们系统内部向数组中添加对象调用的方法为[__NSArrayM insertObject:atIndex:]而且调用方法的实例的类为__NSArrayM这个类为实际的在运行时的创建的数组的类,至于,为什么是__NSArrayM而不是NSMutableArray,这涉及到了类簇class clusters的知识,大家请自行查阅相关概念,或者等到后期我再和大家专门探究.

发现了调用的方法和调用方法的实例的真实类,接下来我们就可以很方便的做方法交换了

我们先为NSMutableArray写一个category,在这个category的.m文件中我编写了以下代码:

+(void)load
{
    Class class=NSClassFromString(@"__NSArrayM");
    
    Method methodOri= class_getInstanceMethod(class, @selector(insertObject:atIndex:));
    
    Method methodNew=class_getInstanceMethod(class, @selector(CXinsertObject:atIndex:));
    
    method_exchangeImplementations(methodOri, methodNew);
    
}

-(void)CXinsertObject:(id)anObject atIndex:(NSUInteger)index
{
    if (anObject==nil) {
        return;
    }
    
    [self CXinsertObject:anObject atIndex:index];
}

我们可以看到我先重写了NSMutableArray的load方法,在这个方法里我们将会进行方法交换操作,这里要和大家解释一下,load方法往往是最适合做方法交换的位置.这个方法只会执行一次而且在类文件加载到程序中时,就会执行,所以做方法交换非常恰当.

再来分析一下上面的代码,因为class clusters在系统中的大量使用,我们要先确定数组对象真实的类

由上面的崩溃堆栈我们看到真实的类名叫做__NSArrayM,那么我们通过字符串取到这个类

接下来为取到这个类实际调用的方法对应的Method,以及与系统类实现需要交换的Method,并进行交换

这里我们需要写一个方法CXinsertObject在这个方法里,我们为原来的实现添加判空操作,看到这个方法中的[self CXinsertObject:anObject atIndex:index];这句代码,很多同学一定会困惑,这不是成死循环调用了吗?我要告诉天真的你不是的!因为在执行到这个方法时,方法已经交换了,这里实际上会运行的是系统本身的方法,这样在方法交换后我们就实现了判空处理后再调用系统添加的方法.

通过上面一系列的操作,我们就在不知道系统源码的情况下,修改了系统类的实现

这样,当我们对再向数组中添加nil时,程序就不会再崩溃啦!

字典的大致处理也基本一致,大家可以自行尝试一下,还有在初始化数组字典时其中若有nil也会导致崩溃,我们也能够进行类似的处理,大家快动手试试吧!

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